Создано молекулярное сито нового типа

Цеолиты являются чрезвычайно важным материалом для химической и нефтехимической промышленности. С их помощью разделяют жидкости и газы, причем разделение основано на размерах молекул, поэтому иногда их называют еще молекулярными ситами. Применения молекулярных сит чрезвычайно разнообразны - от производства биоразлагаемых детергентов до обеспечения гигроскопичности в газопроводах и каталитического крекинга тяжелых фракций нефти. Новый класс веществ, открытый Кеннетом Сасликом (Kenneth S. Suslick) и его коллегами в университете штата Иллинойс, сможет заменить цеолиты во многих из этих применений. Новый материал почти на 50% состоит из пустого пространства, которое может быть использовано для удержания в нем молекул заданной формы и размера, в том числе и молекул воды. Новый материал по существу является органическим аналогом цеолитов, и при этом он связывает воду быстрее и более прочно, чем самые лучшие дегидратирующие реагенты, и имеет больший объем поглощаемый воды. В отношении других молекул новый материал проявляет высокую селективность - только молекулы определенных размеров могут поглотиться адсорбентом.

Получение органических аналогов цеолитов в течение долгого времени оставалось неразрешимой проблемой для химиков. Полученные ранее материалы не удовлетворяли основным критериям - они были недостаточно пористыми или разрушались в процессе порообразования. Новый органический материал синтезируется из металлопорфиринов - молекул тороидальной формы, которые могут захватывать металлы в центре "дырки от бублика". Такое строение молекулы используется природой в гемоглобине и хлорофилле.

При нагревании смеси кислотного производного порфирина и хлорида кобальта при 200 градусах ученые получили новый адсорбент, который продемонстрировал замечательные возможности по удалению воды из органических растворителей, а также по адсорбции других молекул. Поскольку в центре полости содержится ион металла, входящий в состав порфирина, адсорбент можно использовать и для проведения каталитических реакций непосредственно на поверхности или в объеме материала. Эта возможность особенно привлекательна для технологов, поскольку с помощью катализаторов такого типа можно будет получать молекулы, которые невозможно или невыгодно производить иным способом.

Источник: по материалам e4engineering.